SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Преобразователи дифференциального давления и клапанные блоки «ЭЛЕМЕР-БК» для эксплуатации при низких температурах

В статье представлены новые разработки для эксплуатации на добывающих объектах промышленности в арктических условиях, то есть при температурах до –60 °C: преобразователи дифференциального давления «ЭЛЕМЕР». Благодаря тщательной модификации конструкции датчика были повышены его температурные характеристики. Так, в одних моделях были убраны уплотнительные кольца, в других применены уплотнительные кольца из новых материалов, претерпела изменение конструкция запорного блока, был применен метод лазерной сварки мембраны, специальные материалы для запирающего элемента (кран-буксы) и т. д.

ООО НПП «ЭЛЕМЕР», г. Москва, Зеленоград

Elemer.jpg

Создание контрольно-измерительного оборудования для эксплуатации при крайне низких температурах – актуальная задача, если учесть, что сегодня активно развивается добыча углеводородов в Арктике: осваиваются месторождения, возводятся промышленные объекты, строятся рабочие поселки (для обслуживания которых тоже нужны различные датчики).

Какие узкие места у датчиков давления и запорной арматуры мешают улучшить их температурные характеристики? В первую очередь это элементы конструкции, способные пропустить внутрь прибора наружный воздух, то есть уплотнительные элементы (кольца). Логично: чем выше их герметичность и устойчивость к низким температурам, тем менее датчик «проницаем» для воздействующих контактных сред, тем более экстремальные условия эксплуатации выдерживает. Поэтому именно в данной сфере проводятся научные изыскания и тщательно подбираются материалы и особенности конструкции как для датчиков давления, так и для запорной арматуры.

Вот почему специалисты НПП «ЭЛЕМЕР», разрабатывая дифференциальные датчики давления для арктических условий, сосредоточили усилия на модернизации конструкции датчиков давления и клапанных блоков, которые применяются вместе с ними, составляя единый узел для измерения и отбора давления.

К настоящему времени для арктических условий эксплуатации (до –60 °C) разработаны датчики давления как штуцерного, так и фланцевого конструктивного исполнения. В модуле сенсора штуцерных моделей полностью отсутствуют уплотнительные кольца. Применяется метод лазерной сварки мембраны и штуцера модуля сенсора, что обеспечивает высокую герметичность при низких температурах и высокую коррозионную стойкость. В моделях фланцевого конструктивного исполнения применяются уплотнительные кольца из специального композитного фторопласта, что обеспечивает высокую стойкость к низкотемпературным и агрессивным средам.

В клапанных блоках помимо уплотнительных колец из композитного фторопласта используются специально разработанные игольчатые кран-буксы с различными материалами иглы, что тоже обеспечивает высокую стойкость к низким температурам даже при высоком рабочем давлении на технологическом процессе.

Преобразователи дифференциального давления любых производителей в редких случаях подключаются непосредственно к импульсным линиям без клапанных блоков. Каждый производитель датчиков давления старается обеспечить узел измерения давления надежной запирающей арматурой. У компании «ЭЛЕМЕР» для монтажа датчиков на технологическую позицию разработана и серийно производится специальная запорная арматура – клапанные блоки «ЭЛЕМЕР-БК» различных модификаций: «ЭЛЕМЕР-БК-Е», «ЭЛЕМЕР-БК-A» и «ЭЛЕМЕР-БК-С». Они предназначены для общепромышленных целей или объектов атомной промышленности. Но в любом случае подключение датчиков давления к импульсным линиям через клапанные блоки придает дополнительную надежность всему узлу для отбора давления и позволяет безопасно подключать и отключать датчик от технологического процесса. Также с помощью специальных дренажных штуцеров, расположенных на клапанных блоках, можно производить установку «нуля» и подключать метрологическое оборудование для калибровки и поверки датчика давления непосредственно на объекте (рис. 1).

Ris_1.jpg

Рис. 1. Преобразователь дифференциального давления «ЭЛЕМЕР-АИР-30М» в комплекте с 5‑вентильным клапанным блоком «ЭЛЕМЕР-БК-С52»

Клапанные блоки «ЭЛЕМЕР-БК» (с помощью которых к импульсным линиям можно подключить датчики любого производителя) выполняют следующие задачи:
- защищают всю сборку от односторонней перегрузки;
- могут выполнять дренаж импульсных линий и датчика (в зависимости от исполнения);
- осуществляют периодический контроль установки выходного сигнала, соответствующего нижнему значению измеряемого давления;
- служат для подключения контрольных и образцовых приборов (метрологическое оборудование).

Ris_2.jpg

Рис. 2. Преобразователь дифференциального давления «АИР-10SH» в комплекте с 3‑вентильным клапанным блоком для эксплуатации при низких температурах

Модификации клапанных блоков имеют разные посадочные места и разное количество вентилей. Выбор клапанного блока зависит от применяемого датчика давления, который может выпускаться в одном из двух конструктивных исполнений: штуцерном или фланцевом. Для штуцерного конструктива применяются блоки с одним или двумя вентилями – изолирующим и дренажным. Для фланцевого – пятивентильные блоки, в которых также присутствуют изолирующий, дренажный и уравнительный вентили.

В запирающем элементе клапанных блоков (кран-буксе) применяется уплотнение шариком или иглой. Традиционный материал запирающего элемента – закаленная сталь 30Х13.

Однако, разрабатывая «арктический» вариант датчиков дифференциального давления, специалисты компании «ЭЛЕМЕР» применили специальные материалы для запирающего элемента: высокопрочную и коррозионностойкую металлокерамику – твердый сплав ВК8. Также были применены новые уплотнительные кольца со специальным композитным фторопластом. Материалы и конструкция обеспечивают модернизированному клапанному блоку продолжительный ресурс эксплуатации – до 1500 циклов «открытие-закрытие».

Преобразователи давления, электронные контактные манометры, электронные автономные манометры фланцевого конструктива с применением новых уплотнительных колец способны работать при отрицательных температурах до –60 °C.

Полный «арктический комплект», состоящий из преобразователей давления и клапанных блоков «ЭЛЕМЕР-БК», обладает уникальными свойствами:
- имеет расширенный диапазон температур окружающей среды (от –60 до +80 °C), что позволяет применять приборы без укрытия и дополнительного обогрева;
- допускает эксплуатацию при низких температурах и высоком рабочем давлении (до 16 МПа при температурах –60…–40 °C);
- сохраняет высокие метрологические характеристики и низкую дополнительную температурную погрешность (до ±0,08 % / 10 °C) в пределах всего температурного диапазона;
- высокая герметичность запорной арматуры при низкой температуре сохраняется не только в режиме полного открытия и закрытия игольчатого клапана, но и в динамическом режиме «рабочего хода» (при открытии и закрытии запирающего клапана на несколько оборотов);
- имеется возможность формировать комплекты из линейки серийно выпускаемых датчиков давления и электронных манометров: АИР‑10SH, АИР‑20/М2‑Н, ЭЛЕМЕР-АИР‑30М, МТИ‑100, ЭКМ‑1005, ЭКМ‑2005.

Ris_3.jpg

Рис. 3. Электронный манометр дифференциального давления МТИ‑100/М4‑ДД

Для повышения надежности все приборы и запорная арматура, заказанные клиентами, в обязательном порядке проходят длительной тест в специальных климатических камерах при низких температурах и высоком давлении. Более того, любой прибор, как в комплекте с клапанным блоком, так и отдельно, можно заказать в опытную эксплуатацию и проверить на объекте.

Прием заявок на дифференциальные модели преобразователей давления и клапанные блоки для низких температур открыт в середине III квартала 2018 года.

Опубликовано в журнале "ИСУП" № 6(78)_2018

ООО НПП «ЭЛЕМЕР»,
г. Москва, Зеленоград,
тел.: +7 (495) 988-4855, +7 (800) 100-5147,
e‑mail: elemer@elemer.ru,
сайт: elemer.ru



РАДИОМОДЕМЫ «СПЕКТР»
RS232/485, до 76800 бод в эфире, 5-7 км, прозрачность для внешних протоколов
www.rateos.ru